[发明专利]一种电容器投切断路器状态监测方法

说明书

本发明公开了一种电容器投切断路器状态监测方法，包括通过电流传感器、角位移传感器和振动传感器分别采集分合闸线圈电流信号、动触头角位移信号和机械振动信号；通过对分合闸线圈电流信号、触头行程信号和机械振动信号进行分析计算得到分合闸时间、刚分刚合速度、行程和超程机械特征参数；基于支持向量机对机械特征参数进行特征提取，得到故障模拟分类结果，得出断路器机械状态所属严重等级；通过红外辐射测温传感器采集动触头温度，并通过门限检测算法、变化率检测算法或卡尔曼滤波算法进行处理，判断是否进行温度预警；结合机械状态和温升状态得到断路器故障诊断结果。本发明诊断能力突出，准确性高，具有很强的应用价值。

技术领域

本发明涉及断路器故障诊断技术领域，更具体的说是涉及一种电容器投切断路器状态监测方法。

背景技术

电容器投切断路器典型机械故障包括分合闸线圈由于机构卡涩烧毁致使断路器拒分拒合、储能弹簧金属疲劳导致断裂或分合闸速度变慢等，引起这类故障的主要原因有两个：一是操动机构及传动系统发生机械故障；二是电气控制和辅助回路发生故障。为及时发现机械故障，研究断路器的机械状态监测与故障诊断技术可以极大提高开关设备的安全性能以及减少运维成本，对保障电力设备以及整个电力系统安全稳定运行具有至关重要的作用。

目前能够提取的状态数据类型较为有限，而电容器投切断路器运行过程中出现的问题种类比较多，明显的故障原因可以确定，但比较复杂的故障无法准确定位故障位置和故障原因，尤其是多种故障影响因素综合作用下产生的故障，单一因素分析往往具有一定的局限性。因此，如何拓展可供分析和使用的状态参量及各类因素对典型故障产生的影响是项目研发过程中较难解决的问题。

并且，断路器某些机械故障的诊断需要同时对其特定温升状态进行监测并预警。

因此，如何提供一种检测准确性高、诊断能力强的电容器投切断路器状态监测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电容器投切断路器状态监测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电容器投切断路器状态监测方法，包括：

步骤1：通过电流传感器、角位移传感器和振动传感器分别采集分合闸线圈电流信号、动触头角位移信号和触头碰撞产生的机械振动信号；

步骤2：通过对分合闸线圈电流信号、动触头角位移信号和机械振动信号进行分析计算得到分合闸时间、刚分刚合速度、行程和超程机械特征参数；

步骤3：通过训练样本建立支持向量机的故障模式识别模型，并基于训练好的支持向量机对机械特征参数进行特征提取，得到故障模拟分类结果，得出断路器机械状态所属严重等级。

优选的，步骤2具体为：

步骤21：根据短时能量法提取机械振动信号的时频特征，得到刚分刚合时刻；

步骤22：将动触头角位移信号进行预处理，基于查表法转换为直线位移；

步骤23：基于分合闸线圈电流信号计算分合闸机构动作起始时刻；

步骤24：根据刚分刚合时刻、直线位移和分合闸机构动作起始时刻得到分合闸时间、刚分刚合速度、行程和超程机械特征参数。

优选的，还包括步骤4：通过红外辐射测温传感器采集动触头温度，并通过门限检测算法、变化率检测算法或卡尔曼滤波算法进行处理，判断是否进行温度预警。

优选的，电流传感器安装在分合闸线圈上。

优选的，角位移传感器安装在断路器主轴上。

优选的，振动传感器安装在断路器接地部分。

优选的，门限检测算法具体处理过程为：